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太陽有位失散的兄弟,被另一顆路過的恒星拉走,所以奧爾特云如此「人煙稀少」
2023/05/05

我們的太陽系遠遠大于八大行星所占據的空間。它一直延伸到奧爾特云。奧爾特云距離太陽是日地距離的2000到10萬倍。它最遠的邊緣直達太陽和半人馬座阿爾法星(離我們最近的恒星)連線的中點。所以,如果半人馬座阿爾法星也有自己的奧爾特云,兩顆恒星差不多就是身體擦著身體。

但是,我們并不知道奧爾特云是如何形成的。

奧爾特云形成之謎

奧爾特云不像內太陽系有那麼多的大天體。乘坐宇宙飛船穿越它,你可能一個大天體都遇不到。但它事實上由大約1000億個小天體組成,主要是冰質的彗星和巖石質的小行星。它們受到的太陽引力十分微弱,很容易被推離軌道,進入星際空間。我們雖不能直接看到它們,但是有很多證據表明它們的存在,比如不時從奧爾特云墜入內太陽系的彗星。

有一些證據表明在奧爾特云中藏有更大的天體。幾年來,科學家們在研究海王星和它鄰近幾顆矮行星的軌道時提出,可能有一顆未知的行星在那里「牽引」著它們。它的品質是地球的10倍左右,被稱為行星九。

奧爾特云的形成是一個謎。首先是它的形狀。你看,內太陽系的行星和小行星處于圍繞太陽的一個圓盤上,而奧爾特云則是一個廣闊、彌散的球體,從各個方向包圍著太陽系。它的這個球體形狀,無法用目前的太陽系形成理論解釋。

其次,奧爾特云中天體的來歷也是一個謎。流行的觀點是,它們是從制造太陽系行星的星云盤上散落下來的「邊角料」。奧爾特云中確實有一些天體來自內太陽系,但它們只占總數的1/10到1/3。

如果你還假設有一顆像行星九那麼大的天體藏在那里,奧爾特云就變得更難解釋了。

太陽可能有過一位兄弟

最近,美國哈佛大學的兩位天文學家想出了一個辦法,可以同時解決這兩個謎。其要點是,必須假設太陽在童年的時候有過一位孿生兄弟。

大多數天文學家相信,誕生了太陽的那團氣體和塵埃云中,可能還孕育了許多其他恒星。這團氣體塵埃云就好像恒星的「育兒室」。這些恒星形成之后,組成了一個星團(恒星相對密集的集體,但區別于星系的是,星團沒有中心)。星團內的星際空間還充塞著大量「流浪天體」,如小行星、行星和星際彗星。它們是在劇烈的造星運動中,從各個恒星系彈射出來的。

就太陽自身來說,它的引力還不足以將這些流浪天體攬入自己懷中,組成它現在的奧爾特云。但假如太陽在年輕的時候有過一顆伴星(這并不罕見,所有類似太陽的恒星中,一半以上都有伴星),它們構成一個雙星系統,那情況就大不一樣了。太陽兄弟倆的引力合力要比單槍匹馬時強得多,因此更容易從星際捕獲小天體,甚至捕獲像假想中的行星九那樣的大天體。

這個理論不僅解釋了為什麼奧爾特云中會有那麼多天體,還巧妙地解釋了其形狀。因為從星際空間抓取天體是四面八方隨機的,所以就形成一個圍繞太陽的球體,而不是一個圓盤。

至于太陽的這位兄弟,後來走失了,很可能是被另一顆路過的恒星拉走的——這個過程在年輕的星團中也很常見。它離開的時候,可能也帶走了奧爾特云里的一部分天體,導致我們現在看到的奧爾特云如此「人煙稀少」。

如何證實太陽有過兄弟?

要想驗證這個猜想的真偽,當然最好是在茫茫星海中,指給我們看:「喏,那就是太陽走失的兄弟。」但遺憾的是,如果它存在的話,我們也很難再找到它了。因為太陽所在的恒星「俱樂部」在45億年前就已解體,而且自那以后,銀河系的一切已被攪動了太多次。

不過,我們可以根據別的線索來間接驗證這個猜想。如果太陽確實曾經有過一顆伴星,兩強聯手不僅能夠捕獲設想中的行星九,而且還會捕獲大量的矮行星——它們應該至今還留在奧爾特云中。

當然,現在還沒有關于這些矮行星存在的證據,但這是我們對奧爾特云了解太少之故。2021年,在智利建成的大型綜合觀測望遠鏡(LSST)將以前所未有的精度掃描天空,以尋找這類遙遠、昏暗的天體。如果LSST發現了奧爾特云中的行星九和大量其他矮行星,這將強烈表明我們的太陽確實有過一個孿生兄弟。

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